Prvou navštívenou bude rakúska klenbová priehrada Kölnbrein nachádzajúca sa v Maltatali v spolkovej krajine Korutánsko. Dokončená bola v roku 1978. Pri plnom stave je hladina vo výške 1902 m n. m. Výška priehradného múru je rovných 200 metrov a to ho robí najvyšším priehradným múrom v Rakúsku. Kapacita nádrže je 2 milióny m3 vody.
Klenbová priehrada sa buduje tam, kde je veľmi pevná skala a jej základná myšlienka spočíva v odvedení síl od hydrostatického tlaku hlavne smerom do strán. Tomu je prispôsobený tvar priehrady, najlepšie je úzke údolie s veľmi strmými skalnými stenami.
Priehrada je spriahnutá s elektrárňou Galgenbichl, vyrovnávacou nádržou Galgenbichl, ktoré sa nachádzajú pod ňou a s elektrárenským dielom Rottau na rieke Möll o 1100 výškových metrov nižšie. Rottau pracuje ako prečerpávacia stanica schopná tlačiť vodu z Möllu do nádrží hore rovnako ako premeniť energiu prúdiacej vody v elektrickú energiu. Rottau s Galgenbichlom sú schopné pri plnom výkone dodať do rakúskej siete 1297 MW energie, čo je iba o niečo menej ako všetky slovenské tepelné elektrárne dokopy. Na druhej strane treba povedať, že takýto výkon je sústava schopná dodať iba asi tri-štyrikrát do roka pri plnej nádrži (čo býva v neskorej jeseni a v zime).
Klenbové priehrady sú zrejme najnáročnejšie stavebné diela, aké sa realizujú. Obrovským problémom býva značná variácia zaťaženia. Jednoducho pri dvesto metrov vysokom múre je obrovský rozdiel, či je nádrž prázdna a či plná. Ono to ani nie je problémom zo statického hľadiska ale z hľadiska tvorby trhlín. Samozrejme, keď sa vám spraví čo i len mikrotrhlina (čo je pri betónových konštrukciách úplne bežné, pri železobetónových dokonca nutné), pri tom obrovskom tlaku vám tadiaľ bude voda pretekať. Ďalším problémom je podložie. Pokiaľ je rozpukané, múr sa začne posúvať (pri Kölnbreine to bol problém), okrem toho cez pukliny bude prúdiť voda. Jednoducho zatiaľ čo napríklad pri tuneloch, raz postavíte a potom sa už geológiou nezaťažujete, tu to musíte neustále sledovať, lebo pod účinkami veľkých zmien zaťaženia a prúdenia vody sa geologické pomery menia. Pracovné škáry (rozhrania, kde sa prestalo betónovať a pokračovalo sa až po zatvrdnutí), dilatačné celky, to všetko sú miesta, kadiaľ vám môže pretekať voda, lebo tam materiál nemá tak dobré izolačné vlasatnosti. Tiež musíte počítať, že betón do svojich pórov do značnej miery "napije" vodu a bude sa správať trochu ináč ako keby ju nemal. Ďalším obrovským problémom je vôbec vybetónovanie múra. Pri tvrdnutí betónu vzniká tzv. hydratačné teplo, pri veľkých množstvách betónu je ho veľa, ak sa betón prehreje, popraská vám. Mimoriadne náročné je vôbec v úzkych údoliach so strmými stenami vybudovať prístupové cesty a zorganizovať stavenisko. S tým všetkým sa musia stavitelia priehrad vyrovnať a skutočne si za to zaslúžia mimoriadne uznanie.
Pri Kölnbreine vyrábali betón priamo na mieste a ako kamenivo používali drvený štrk priamo z hornín na mieste, hore autami vynášali iba cement. Na fotke hore vidíte miesto, odkiaľ sa brala vzorka. Po výstavbe a naplnení sa po desiatich rokoch zistilo, že v spodnej časti na päte múra vznikli vplyvom posunov nebezpečné trhliny a v deväťdesiatych rokoch sa realizovali protiopatrenia. Taktiež sa dodatočne zistilo, že jedna strana údolia je viac rozpukaná ako druhá, čo bolo tiež nutné sledovať a priebežne riešiť.
Keď elektráreň pracuje v špičkovom režime, t.j. určitú dobu zbiera vodu a potom ju naraz pustí, keď je po elektrine dopyt, je nutné pod ňou spraviť vyrovnávaciu nádrž, aby vo vodnom toku pod ňou tiekla voda stále a aby nevznikala pri spustení povodňová vlna. Kölnbreinu robí takúto službu vodná nádrž Galgenbichl, umiestnená pod ňou.
Galgenbichl sa skladá so sypanej hrádze so stredovým asfaltovým tesnením v pravej strane údolia a betónovou gravitačnou hrádzou na druhej strane. Gravitačný múr je taký, ktorého stabilita je zabezpečená jeho tiažou, zatiaľčo pri klenbovom je stabilita zabezpečená dôkladným zaviazaním do skalného masívu a vhodným (zakriveným) tvarom.
Trochu proti prúdu Möllu sa nachádza skupina priehrad Reiβeck.
Priehradný múr Groβer Mühldorfer See sa nachádza vo výške 2319 metrov. Je to vlastne múr postavený za horským plesom. Ako gravitačný môže byť aj priamy (hoci sú gravitačné aj zakrivené) a oproti klenbovým býva nižší (má výšku 42,5 metra).
V čase mojej návštevy bola nádrž vypustená, takže možno vidieť, aj vodnú stranu ktorá je takmer kolmá.
Akurát čistili dno nádrže od všelijakých svinstiev, ktoré tam voda a turisti priniesli. Využívali na to túto helikoptéru, ktorá nakladala odpad na lano a zniesla ho niekde do údolia. Voda, ktorú tam vidíte je vlastne pôvodné pleso, ktoré sa objaví pri vypustení nádrže, inak je jej súčasťou.
Problémom stability gravitačných múrov býva najčastejšie preklopenie múru pod účinkom vody okolo päty vzdušného svahu. Preto sa vzdušná strana stavia šikmo, aby ten bod bol odsunutý od koruny a masa betónu pôsobiaca smerom do stredu zeme mala väčšie rameno a ako sila na ramene bola väčšia ako sila od tlaku vody, pôsobiaca vodorovne (a snažiaca sa múr preklopiť). Takže vidíte, že aj pri takto zložitých dielach je úplne základným návrhovým princípom vlastne páka.
Elektráreň k tejto sústave má najvyšší vodný spád na svete. Rozdiel hladín medzi nádržou a Peltonovými turbínami v elektrárni Kolbnitz je 1773 metrov. Celkový výkon elektrárne je 138,2 MW, čo je úžasné číslo, keď si uvedomíme, že povodie priehrady je len 7,9 km2. Je to porovnateľné s dvojnásobkom výkonu Priehrady mládeže (Nosice), pritom do Kolbnitzu priteká pri maximálnom výkone taký stredne veľký horský potok (10 m3s-1), do Nosíc naša najväčšia rieka (390 m3s-1).
Ešte vyššie na južných svahoch Vysokých Táur (Hohe Tauern) je sústava nádrží Innerfragant. Kľúčovým prvkom je nádrž Feldsee s korunou vo výške 2217 metrov nad Jadranom. Kapacitu má 1,65 milióna m3 vody a momentálne sa sústava prerába, aby mohla fungovať ako prečerpávacia. Je stavaná ako sypaná hrádza
Po rekonštrukcii bude mať sústava výkon 70 MW. Energetický potenciál vody je v tejto oblasti úžasný, z každého metra kubického zrážok je možné vyrobiť 3 kWh elektrickej energie. Je to dané hlavne veľkými výškovými rozdielmi v oblasti. Bohužiaľ, u nás nemáme až tak vhodné podmienky, navyše postaviť priehradu niekde vo výške 2200 metrov by sa stretlo s takým odporom verejnosti, že by to bolo nemožné. Ale aj rakúski inžinieri hovoria, že postaviť nejakého obra a prehradiť celé údolie je u ich obyvateľstva dnes už nemysliteľné.
Peltonové turbíny pripomínajú trochu mlynské koleso s horným náhonom (hoci môžu byť umiestnené aj vodorovne). Hore sú práve v činnosti v elektrárni Innerfragant, na obrázku dole je replika turbíny v elektrárni v Kaprune, na opačnej strane Táur. Peltonove turbíny sa používajú pri veľkom spáde a malom prietoku, obrovskou výhodou je, že ich účinnosť niekedy dosahuje až 95%. Úzky prúd vody cez dýzu kolmo naráža na brit v strede lopatky, ten ho rozdelí na dva a krajné časti v tvare misky chcú akoby otočiť prúd smerom naspäť. Tým sa skoro celá pohybová energia vody využije na pootočenie turbíny a použitá voda voľne odteká.
Kaprunské vodné dielo je tiež situované v pohorí Hohe Tauern ale na jeho severnej strane. Základný kameň položil ríšsky veliteľ letectva Hermann Göring v roku 1939, dostavalo sa až z prostriedkov Marshalovho plánu začiatkom päťdesiatych rokov minulého storočia. Skladá sa z troch hlavných nádrží - Wasserfallboden, Mooserboden, Margaritze a niekoľkých menších diel.
Wasserfallboden (alebo aj Limbergsperre) je nádrž s maximálnou hladinou vo výške 1672 m n. m. Je to gravitačná betónová nádrž s celkovým objemom zabudovaného betónu 446 000 m3. Výška múru je 120 metrov. Do rakúskej elektrickej siete vie dodať maximálny výkon 220 MW, čiže o niečo viac ako Liptovská Mara. Zároveň dokáže pracovať ako prečerpávacia elektráreň a tlačiť vodu do vyššie položeného Mooserbodenu
Mooserboden je tvorený dvoma priehradnými múrmi, medzi ktorými je pevná skala. Najvyššiu hladinu má v nadmorskej výške 2036 metrov. Moosersperre je gravitačný betónový múr vysoký 107 metrov a dlhý 494 metrov so zabudovaným betónom o kubatúre 665 000 m3.
Drossensperre je klenbový múr vysoký 112 metrov, dlhý 357 metrov ale s polovičnou spotrebou betónu oproti Mooserperre - 335 000 m3. Tu je vidno hlavnú výhodu klenbových priehrad - nižšia spotreba betónu, čo pri takých obrovských množstvách činí obrovské šetrenie nákladmi.
Táto sústava sa momentálne rekonštruuje na vyšší výkon a na možnosť pracovať ako prečerpávacia sústava. Razia sa nové hydrotechnické štôlne pomocou TBM dlhého 250 metrov. Zaujímavosťou je, že celá doprava pri výstavbe bola realizovaná lanovkami a ešte ani dnes tam nevedie súvislá komunikácia, ale časť je treba prejsť po veľkej pozemnej lanovej dráhe. Až teraz v rámci prestavby sa buduje nová prístupová cesta až hore.
Ďalšou zaujímavosťou je, že tieto nádrže si kradnú vodu z opačnej strany hrebeňa, z ľadovca Pasterze, dvanásťkilometrovou hydrotechnickou štôlňou z nádrže Margarize. Táto nádrž má maximálnu hladinu 2000 metrov nad morom, čo je nižšie ako je hladina v Mooserbodene, preto ju tam treba tlačiť.
Táto má tiež jeden gravitačný a jeden klenbový múr. Táto nádrž nemá vlastnú elektráreň, čo pritečie je vytlačené do Mooserbodenu.
Na záver ešte obria klenbová priehrada Vajont v Taliansku. V čase dokončenia v roku 1960 bola so svojimi 265,5 metrami najvyššou priehradou na svete. Tu vidíte ideálne priestorové pomery údolia pre vybudovanie klenbovej priehrady, keďže výška údolia je väčšia ako šírka. Bohužiaľ geologické podmienky nad priehradou vôbec neboli na vodné dielo vhodné a už v skúšobnej prevádzke došlo ku katastrofe, keď sa do nádrže zosunul svah priľahlého kopca a prakticky celú ju zasypal. Tomuto bude venovaný zvláštny článok.
Na záver ešte mapa, na ktorej sú vyznačené všetky objekty, o ktorých bola reč.
Zväčšiť mapu
Ak ste dočítali až sem, ďakujem vám za pozornosť.
